高中化學(xué)必修12節(jié)(3)

1、第二節(jié)第二節(jié) 幾種重要的金屬化合物幾種重要的金屬化合物【教學(xué)目標【教學(xué)目標】 基 本 的 要 求（1）氧化物的性質(zhì)：Na2O、 CaO、Al2O3 、Fe2O3 CuO等金屬氧化物與水、酸、堿溶液反應(yīng)。（2）NaOH的性質(zhì)：氫氧化鈉、氫氧化鐵、氫氧化亞鐵的制備方法理解Al(OH)3的兩性了解Al(OH)3和Fe(OH)3等難溶性氫氧化物的受熱分解（3）鹽的性質(zhì)：比較Na2CO3 和NaHCO3在水中的溶解性、水溶液的堿性、熱穩(wěn)定性，掌握鑒別它們的方法Na2CO3 和NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)理解Fe3+的氧化性；Fe2+和Fe3+之間的相互轉(zhuǎn)化（局限于鐵離子與Fe、Cu反應(yīng)，亞鐵離子與Cl2的反

2、應(yīng)）了解Fe3+的檢驗了解鋁鹽和鐵鹽的凈水作用了解鉀、鈉的焰色反應(yīng)彈性的要求 氧化銅與氧化亞銅的轉(zhuǎn)化發(fā)展的要求1掌握鈉及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系（包括Na2CO3 和NaHCO3在溶液中相互轉(zhuǎn)化）2掌握鋁及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系3掌握鐵及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系不宜拓展1CO32- 、HCO3-的水解2鋁熱反應(yīng)3Fe3+與H2S、HI的反應(yīng)4Fe2+與HNO3、KMnO4反應(yīng)5NaAlO2的物質(zhì)1.了解了解Fe的重要化合物的主要性質(zhì)的重要化合物的主要性質(zhì) 及應(yīng)用。及應(yīng)用。2.掌握掌握Fe2、Fe3的檢驗方法。的檢驗方法。【教學(xué)重點【教學(xué)重點】 1、氫氧化鐵的性質(zhì)、氫氧化鐵的性質(zhì) 2、Fe2

3、+、Fe3+的轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化【教學(xué)難點【教學(xué)難點】 Fe2+、Fe3+的轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化三、鐵的重要化合物三、鐵的重要化合物磚的顏色為何有磚的顏色為何有青青有有紅紅？同學(xué)們大都見過紅磚和青磚，你們是否知道它們是由同學(xué)們大都見過紅磚和青磚，你們是否知道它們是由同種磚胚燒制而成的？為什么用相同的材料制成的磚同種磚胚燒制而成的？為什么用相同的材料制成的磚的顏色會不相同呢？的顏色會不相同呢？鐵的存在鐵的存在 鐵元素在地殼中的含量僅次于氧、硅、鋁，鐵元素在地殼中的含量僅次于氧、硅、鋁，主要以主要以 和和 價化合物的形式存在。價化合物的形式存在。23三、鐵的重要化合物三、鐵的重要化合物磁鐵礦磁鐵礦赤鐵礦赤鐵礦 氧化

4、亞鐵氧化亞鐵1、鐵的氧化物、鐵的氧化物鐵的氧化物的性質(zhì)和用途比較鐵的氧化物的性質(zhì)和用途比較 氧化亞鐵氧化亞鐵 氧化鐵氧化鐵四氧化三鐵四氧化三鐵化學(xué)式化學(xué)式俗名俗名色態(tài)色態(tài)鐵的價態(tài)鐵的價態(tài)水溶性水溶性穩(wěn)定性穩(wěn)定性物質(zhì)類別物質(zhì)類別與非氧化與非氧化性酸反應(yīng)性酸反應(yīng)應(yīng)用應(yīng)用 FeO Fe2O3 Fe3O4 無無 鐵紅鐵紅 磁性氧化鐵磁性氧化鐵 黑色粉末黑色粉末 紅棕色粉末紅棕色粉末 黑色晶體黑色晶體 +2 +3 +2 、+3不溶不溶 不溶不溶 不溶不溶 不穩(wěn)定不穩(wěn)定 穩(wěn)定穩(wěn)定 穩(wěn)定穩(wěn)定堿性氧化物堿性氧化物 堿性氧化物堿性氧化物FeO+2H+=Fe2+ +H2O Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2OF

5、e3O4 + 8H+= Fe2+ + 2Fe3+4 H2O紅色油漆和涂料，煉鐵紅色油漆和涂料，煉鐵2、鐵的氫氧化物、鐵的氫氧化物 Fe(OH)3 、Fe(OH) 2 如何制備如何制備Fe(OH)3 、Fe(OH)2 ？分組實驗分組實驗 3-9 FeCl3 FeSO4加入加入NaOH溶溶液產(chǎn)生的現(xiàn)象液產(chǎn)生的現(xiàn)象離子方程式離子方程式產(chǎn)生產(chǎn)生紅褐色紅褐色的沉淀的沉淀Fe3+3OH=Fe(OH)3 Fe2+2OH=Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3先有灰白色沉淀，先有灰白色沉淀，迅速變成迅速變成灰綠色灰綠色，最后變成最后變成紅褐色紅褐色（1）制備）制備思考與交流思考與交

6、流既然既然Fe(OH)2 容易被空氣中的氧氣氧化容易被空氣中的氧氣氧化,那么在那么在制備制備Fe(OH)2時應(yīng)采取哪些措施防止其被氧化時應(yīng)采取哪些措施防止其被氧化?實驗探究實驗探究: :怎樣才能在較長時間內(nèi)觀察到白色怎樣才能在較長時間內(nèi)觀察到白色的的Fe(OH)Fe(OH)2 2沉淀？沉淀？慢慢擠出慢慢擠出NaOH溶液溶液 長滴管長滴管 NaOH 溶液溶液新制新制FeSO4 溶液溶液油層油層方案一方案一在如圖裝置中，用在如圖裝置中，用NaOHNaOH溶液、鐵屑、稀溶液、鐵屑、稀H H2 2SOSO4 4等試劑制備。等試劑制備。（1 1）在試管）在試管里加入的試劑是里加入的試劑是 。（2 2）在

7、試管）在試管里加入的試劑是里加入的試劑是 。（3 3）怎樣操作就可以長時間看到白色的）怎樣操作就可以長時間看到白色的Fe(OH)Fe(OH)2 2沉淀？沉淀？H2SO4NaOHNaOH方案二方案二1操作操作將吸有將吸有NaOH溶液的膠頭滴溶液的膠頭滴管插入新制備的亞鐵鹽溶液的液管插入新制備的亞鐵鹽溶液的液面以下，緩慢擠出面以下，緩慢擠出NaOH溶液。溶液。Fe(OH)2的制備的制備2原理原理Fe22OH=Fe(OH)23注意事項注意事項(1)Fe2必須是新制的并放入必須是新制的并放入Fe粉，以粉，以防防Fe2被氧化成被氧化成Fe3；(2)除去溶液中溶解除去溶液中溶解的的O2，其方法是加熱煮沸，

8、其方法是加熱煮沸NaOH溶液；溶液；(3)滴管末端插入試管內(nèi)的液面以下；滴管末端插入試管內(nèi)的液面以下；(4)必要時可在液面上加植物油或苯進必要時可在液面上加植物油或苯進行液封。行液封。4改進方法改進方法為了防止為了防止Fe(OH)2被被O2氧化，在制備氧化，在制備Fe(OH)2時，一般從兩個角度考慮，一是反時，一般從兩個角度考慮，一是反應(yīng)試劑，二是反應(yīng)環(huán)境。應(yīng)試劑，二是反應(yīng)環(huán)境。(1)反應(yīng)試劑反應(yīng)試劑取用最新配制的取用最新配制的FeSO4溶液；溶液；NaOH溶溶液加熱煮沸并冷卻后使用，以驅(qū)除溶液中溶液加熱煮沸并冷卻后使用，以驅(qū)除溶液中溶解的解的O2。(2)反應(yīng)環(huán)境反應(yīng)環(huán)境方法方法1：裝置如右圖

9、所示。：裝置如右圖所示。在試管中加入適量的在試管中加入適量的5% FeSO4溶液，并覆蓋一層苯，溶液，并覆蓋一層苯，再用長滴管注入不含再用長滴管注入不含O2的的1 molL1NaOH溶液。由于苯溶液。由于苯的液封作用，防止了生成的的液封作用，防止了生成的Fe(OH)2被氧化，因而可較長被氧化，因而可較長時間觀察到白色的時間觀察到白色的Fe(OH)2沉沉淀。淀。方法方法2：裝置如下圖所示。實驗時，先：裝置如下圖所示。實驗時，先打開彈簧夾打開彈簧夾K，再將分液漏斗的旋塞打開，再將分液漏斗的旋塞打開，使稀硫酸與鐵粉作用，用產(chǎn)生的使稀硫酸與鐵粉作用，用產(chǎn)生的H2排出裝排出裝置中的空氣；然后關(guān)閉置中的空

10、氣；然后關(guān)閉K，使生成的，使生成的H2將試將試管中的管中的FeSO4溶液壓入溶液壓入NaOH溶液中，則可溶液中，則可較長時間觀察到生成的白色較長時間觀察到生成的白色Fe(OH)2沉淀。沉淀。若拔去廣口瓶上的橡皮塞，則白色沉淀迅速若拔去廣口瓶上的橡皮塞，則白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。變成灰綠色，最后變成紅褐色。根據(jù)下述實驗裝置和操作，回答下列問題。根據(jù)下述實驗裝置和操作，回答下列問題。按下圖所示裝置用兩種不同操作分別進行實按下圖所示裝置用兩種不同操作分別進行實驗，觀察驗，觀察B試管中的現(xiàn)象。試管中的現(xiàn)象。操作操作1：先夾緊止水夾：先夾緊止水夾a，再使，再使A管開始管開始反應(yīng)，實驗中反

11、應(yīng)，實驗中B管中觀察到的現(xiàn)象是管中觀察到的現(xiàn)象是_ _。B管發(fā)生反應(yīng)的離管發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是子方程式是_。操作操作2：打開止水夾：打開止水夾a，使，使A管開始反應(yīng)管開始反應(yīng)一段時間后再夾緊止水夾一段時間后再夾緊止水夾a，實驗中在，實驗中在B管管中觀察到的現(xiàn)象是中觀察到的現(xiàn)象是_ _。B管管中發(fā)生的離子方程式是中發(fā)生的離子方程式是_ _?！窘馕鼋馕觥慨攰A緊當夾緊a時，時，A試管便成了一個試管便成了一個封閉體系，產(chǎn)生的封閉體系，產(chǎn)生的H2使使A試管內(nèi)壓強增大，將試管內(nèi)壓強增大，將生成的生成的FeSO4溶液壓入溶液壓入B中，從而發(fā)生反應(yīng)生成中，從而發(fā)生反應(yīng)生成Fe(OH)2，而，而NaOH溶液中

12、的溶液中的O2可將可將Fe(OH)2迅迅速氧化，最后轉(zhuǎn)變成速氧化，最后轉(zhuǎn)變成Fe(OH)3，所以看到白色沉，所以看到白色沉淀的時間很短。當用操作淀的時間很短。當用操作2時，產(chǎn)生的時，產(chǎn)生的H2首先通首先通過導(dǎo)氣管通入到過導(dǎo)氣管通入到B中的中的NaOH溶液中，將其中的溶液中，將其中的O2趕走，再夾緊趕走，再夾緊a時，時，F(xiàn)eSO4溶液被壓入溶液被壓入B中，中，此時反應(yīng)所產(chǎn)生的此時反應(yīng)所產(chǎn)生的Fe(OH)2在一段時間內(nèi)不變色。在一段時間內(nèi)不變色?！敬鸢复鸢浮肯瘸霈F(xiàn)白色絮狀沉淀，然后沉先出現(xiàn)白色絮狀沉淀，然后沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色Fe22OH=Fe(OH)

13、2、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3打開止水夾時，溶液中導(dǎo)打開止水夾時，溶液中導(dǎo)氣管口有氣泡冒出，夾緊夾子后出現(xiàn)白色沉淀，氣管口有氣泡冒出，夾緊夾子后出現(xiàn)白色沉淀，短時間內(nèi)沉淀不變色短時間內(nèi)沉淀不變色Fe22OH=Fe(OH)2【規(guī)律方法規(guī)律方法】此題是圍繞此題是圍繞Fe(OH)2的實的實驗室制法設(shè)計的。由于驗室制法設(shè)計的。由于Fe(OH)2極易被氧化為極易被氧化為Fe(OH)3，溶液中溶解的，溶液中溶解的O2就能把它氧化，操就能把它氧化，操作作2采用了先通采用了先通H2后將后將FeSO4溶液和溶液和NaOH溶液溶液混合的方法，這樣使混合的方法，這樣使Fe(OH)2在在H2的還原

14、性氣的還原性氣氛中生成，能穩(wěn)定存在的時間大大延長。氛中生成，能穩(wěn)定存在的時間大大延長。2用下面方法可以制得白色用下面方法可以制得白色的的Fe(OH)2沉淀。沉淀。在如圖裝置中，用在如圖裝置中，用NaOH溶液、溶液、鐵屑、稀鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。等試劑制備。(1)在試管在試管里加入的試劑是里加入的試劑是_。(2)在試管在試管里加入的試劑是里加入的試劑是_。(3)為了制得白色為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管沉淀，在試管和和中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實驗步驟是實驗步驟是_ _。(4)這樣生成的這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保沉淀能較

15、長時間保持白色，其理由是持白色，其理由是_ _。解析解析：原理是利用：原理是利用Fe和稀和稀H2SO4產(chǎn)生產(chǎn)生H2，先趕走裝置中的空氣。確定趕凈空氣后再夾緊先趕走裝置中的空氣。確定趕凈空氣后再夾緊止水夾，通過止水夾，通過H2產(chǎn)生的壓力將產(chǎn)生的壓力將FeSO4溶液壓入溶液壓入NaOH溶液中去，從而產(chǎn)生溶液中去，從而產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀，且在沉淀，且在H2的氛圍中的氛圍中Fe(OH)2不易被氧化，所以可保存不易被氧化，所以可保存較長的時間。較長的時間。答案答案：(1)稀稀H2SO4、鐵屑、鐵屑(2)NaOH溶液溶液(3)檢驗試管檢驗試管出口處排出氫氣的純度。當出口處排出氫氣的純度。當排出的排出的

16、H2純凈時，再夾緊止水夾純凈時，再夾緊止水夾(4)試管試管中反應(yīng)生成的中反應(yīng)生成的H2充滿了試管充滿了試管和和試管試管，且外界空氣不容易進入，且外界空氣不容易進入 【 討論討論】通過以上實驗，你認為氫氧化亞鐵的化學(xué)性質(zhì)與一般的通過以上實驗，你認為氫氧化亞鐵的化學(xué)性質(zhì)與一般的氫氧化物有什么異同？氫氧化物有什么異同？氫氧化鐵的性質(zhì)氫氧化鐵的性質(zhì)與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)受熱可分解受熱可分解氫氧化鐵是一種難溶于水的紅褐色固體氫氧化鐵是一種難溶于水的紅褐色固體氫氧化亞鐵的性質(zhì)氫氧化亞鐵的性質(zhì)與酸反應(yīng)與酸反應(yīng) 不穩(wěn)定，易被空氣中的氧氣氧化不穩(wěn)定，易被空氣中的氧氣氧化Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O4

17、Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3（氧化劑）（氧化劑）（還原劑）（還原劑） 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2OFe(OH)3 + 2HCl = FeCl3 + 3H2O（2）性質(zhì)）性質(zhì)3、鐵鹽和亞鐵鹽、鐵鹽和亞鐵鹽 常見常見鐵鹽：鐵鹽：FeCl3 、 Fe2(SO4)3 、 Fe(NO3)3亞鐵鹽：亞鐵鹽： FeCl2 、Fe(SO4)2 、Fe(NO3)2(1)(1)Fe3+離子的檢驗離子的檢驗視頻：視頻：實驗實驗3-10滴入滴入KSCN溶液溶液 FeCl3溶溶液液 FeCl2溶溶液液溶液呈溶液呈血紅色血紅色溶液顏色溶液顏色無變化無變化(2)(2)Fe3

18、+和和Fe2+的轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象現(xiàn)象離子方程式離子方程式FeCl3溶液中加溶液中加入鐵粉、入鐵粉、KSCN溶液溶液上層清夜加氯水上層清夜加氯水振蕩振蕩溶液溶液不顯不顯血紅色血紅色2Fe3+ + Fe = 3Fe2+氧化劑氧化劑還原劑還原劑溶液變成溶液變成血紅色血紅色3Fe2+ + Cl2= 2Fe3+ + 2Cl-還原劑還原劑氧化劑氧化劑(3)鐵鹽的凈水作用鐵鹽的凈水作用向混有少量泥沙的渾濁水中加入向混有少量泥沙的渾濁水中加入Fe2(SO4)3溶液后，溶液后，會會 。變澄清變澄清Fe3+:高價高價 氧化性氧化性Fe2+：中間價態(tài)中間價態(tài) 既有氧化性又有既有氧化性又有還原性還原性（主要）（主要）除

19、除Fe粉外，還有哪些還原劑可以將粉外，還有哪些還原劑可以將Fe3+還原為還原為Fe2+？除除Cl2外，還有哪些氧化劑可以將外，還有哪些氧化劑可以將Fe2+氧化為氧化為Fe3+ ？小結(jié)：小結(jié)：Fe2+Fe3+氧化劑：氧化劑：Cl2、O2、HNO3、KMnO4、濃硫酸濃硫酸還原劑：還原劑： Fe、CuFe3+和和Fe2+的轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化有哪些方法可以鑒別有哪些方法可以鑒別 Fe2+ 和和Fe3+? ?Fe2+Fe3+顏色顏色淺綠色淺綠色黃色黃色KSCN法或法或KSCN+Cl2血紅色血紅色先無明顯變化，滴先無明顯變化，滴加氯水后顯加氯水后顯血紅色血紅色堿液法堿液法紅褐沉淀紅褐沉淀先有灰白色沉淀，先有灰白色沉淀，迅速變成迅速變成灰綠色灰綠色，最后變成最后變成紅褐色紅褐色你現(xiàn)在知道磚的顏色為何有你現(xiàn)在知道磚的顏色為何有青青有有紅紅了嗎？了嗎？ 磚坯在磚坯在氧化氧化氣氛中燒制，粘土中的鐵充分氧化成紅氣氛中燒制，粘土中的鐵充分氧化成紅色的色的氧化鐵氧化鐵（Fe2O3），產(chǎn)品便是紅磚。），產(chǎn)品便是紅磚。 磚坯在磚坯在還原還原氣氛中燒制，磚